毕业论文 (设计)指导书(适用于2007届电子信息工程、计算机控制专业)目 录毕业论文(设计)任务书一.毕业论文(设计)的目的和任务二.毕业论文(设计)的程序和步骤三.毕业论文(设计)的结构与要求四.毕业论文(设计)的指导工作及对学生的要求五.毕业论文(设计)与答辩的时间安排六.毕业论文(设计)成绩的评定七.毕业论文(设计)参考选题八.附件山东水利职业学院 信息工程系2007届学生毕业设计(论文)任务书指导教师 职 称 需要学生人数及专业课题名称课题内容及意义对学生的要求进度安排参考文献备注:学生分为计算机应用、电子信息、网络技术、计算机控制等专业。一.毕业论文(设计)的目的和任务根据国家教育部的要求,高等学校毕业生在毕业前要进行撰写论文或进行毕业设计(统称毕业环节),这是高等教育不可或缺的一个重要环节。毕业环节注重理论与实践相结合,将课堂学到的知识与实际工作中的问题结合起来,培养学生解决实际问题的能力,同时也增强了学生适应实际工作的能力,是迈向实际工作岗位前的一次重要演练。通过毕业论文(设计),使学生运用所学的软、硬件知识,独立分析解决计算机应用的实际问题,掌握应用软件开发的基本模式和步骤,以达到将理论知识学以致用、融会贯通的目的。学生论文(设计)要完成的任务是:1.根据所选毕业论文(设计)的题目,到各有关单位进行现场实习和调研,搜集并整理有关资料、文献。2.根据实习和调研所掌握的资料,对论文(设计)题目中所涉及的问题进行分析论证,提出见解,编写应用程序,最终完成论文(设计)。二.毕业实习与论文(设计)的程序和步骤:毕业论文(设计)的工作大致可分为如下阶段:(一)选题阶段根据给出的论文题,按自身的理解和对题目的熟悉程度,填报论文题目,学生也可自行选择未给出的论文题。学生须明确所选题目的要求及深度。学校根据学生填报的毕业论文(设计)志愿,在综合评定后,最终确定学生的论文题目,并指定指导教师。自选题须经指导教师认证。(二)撰写论文阶段在教师的指导下,对所选题目目前的状况及用户的要求进行需求分析,提出解决方案,画出系统流程图,编写程序,进行上机调试,最终完成论文(设计)。(三)毕业答辩阶段学生按期做完毕业论文(设计)后,交给指导教师审阅,教师要写出审阅意见,并在论文上签字。在没有特殊情况下,学生均须进行毕业答辩。答辩按以下程序进行:1.学生向答辩委员会报告本人论文的主要内容;2.答辩委员会和参加老师对论文提出问题;3.学生对所提问题进行答辩;4.答辩委员会给出答辩成绩。三.毕业论文(设计)的结构与要求◆毕业论文或毕业设计报告字数不少于12000字◆毕业论文(设计)任务书◆目录◆中文摘要◆英文摘要(Abstract)(可选)◆前言:本课题研究的意义、国内外相关课题的状况介绍等。◆系统的需求分析:系统需求、本课题任务及目的等。◆系统开发工具:本课题使用的软件工具介绍等。◆系统设计与开发:本课题程序结构、数据结构、算法、系统开发流程、主要模块及其原程序注释、遇到的问题及解决方案等。◆代码调试与系统测试:应用程序测试、系统测试等。◆总结:系统的功能、使用说明、存在的问题、收获和体会等。◆附录◆参考文献四、毕业论文(设计)的指导工作及对学生的要求(一)指导教师的主要工作指导学生拟定论文进度,布置给学生应完成的工作并检查其执行情况,每周至少半天时间对所带学生进行指导。引导学生拟定论文提纲,帮助学生分析论文所涉及的问题,对方案的可行性、流程的正确性、程序的严谨性等进行审查,并提出意见,做好论文的审阅和学生的释疑工作。(二)对学生的要求1、拟定个人工作计划,搜集、阅读、分析、整理有关资料;2、复习有关专业理论及编程需用的程序语言,做好实习、撰写论文准备工作。3、在毕业环节过程中,要严肃认真,积极主动,独立思考,努力钻研。对论文内容要充分理解和把握,要有自己的独立见解,不应简单抄袭资料。做好答辩的准备工作。4、遵守实习、劳动纪律,注意安全。服从教师指导,虚心向实习单位的工作按质、按量、按期完成毕业论文。五.毕业论文(设计)与答辩的时间安排序号 专业名称 毕业设计时间 备注1 电子信息专业(04级普通、对口) 第10周~第18周()2 计算机控制及应用专业(04级普通) 第10周~第18周()答辩时间另行通知。以上时间如有变化,会及时通知。六.毕业论文(设计)成绩的评定毕业论文的成绩分为:优、良、中、及格、不及格五级。毕业论文的成绩将综合考虑毕业环节个人表现、论文水平及毕业答辩的情况。七.毕业论文(设计)参考选题设计题目一 三相异步电动机转速控制系统1、 任务设计一个小型计算机控制系统,控制三相异步电动机的转速。要求在一定范围内电机转速保持在设定转速上。2、要求(1)、电机转速控制范围为0-1200RPM。(2)、要求设置相应的按钮使用户能够设置电机转速、算法参数大小以及电机的启动和停止等。(3)、电机控制算法可以采用PID算法、模糊控制算法、模糊PID控制算法等。(4)、电动机的转速调整通过晶闸管调压模块调整加到三相交流异步电动机的电压来实现。(5)、要求在系统处于稳定状态时,系统的设置值与实际输转速之间的误差(即稳态误差)控制在15%以内。设计题目二 电烤箱温度控制系统1、任务设计一个电烤箱温度控制系统,要求在一定范围内电烤箱温度保持在设定温度上。2、要求(1)、温度范围为0-200℃。(2)、温度值、控制参数等可以手动设置并能显示设定温度、实际温度、控制参数等(3)、系统的启动和停止等操作可以通过键盘控制。(4)、温度控制精度要求在正负5℃。设计题目三 自动往返小车的设计1、任务设计制作一款具有智能判断自动往返功能的小车,能沿设定轨道自动往返。路长20厘米,并在路的两边贴有黑线轨道,路中间贴有数片铁片,路两头有路障。2、要求(1)、能在路两头自动往返行驶(2)、寻迹功能(按路面的黑色轨道行驶)。(3)、检测路面所放置的铁片的个数的功能。(4)、计算并显示所走的路程和行走的时间,并可发声发光。设计题目五、自动水温控制系统1、任务设计并制作一个水温自动控制系统,控制对象为1升净水,容器为搪瓷器皿。水温可以在一定范围内由人工设定,并能在环境温度降低时实现自动控制,以保持设定的温度基本不变。2、要求(1)温度设定范围为40~90℃,最小区分度为1℃,标定温度≤1℃。(2)环境温度降低时(例如用电风扇降温)温度控制的静态误差≤1℃。(3)用十进制数码管显示水的实际温度。设计题目六、数字式工频有效值多用表1、任务设计并制作一个能同时对一路工频交流电(频率波动范围为50 ±1Hz、有失真的正弦波)的电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因数进行测量的数字式多用表。参见附图。2、要求(1)测量功能及量程范围a、 交流电压:0~500V;c、 有功功率:0~25kW;d、 无功功率:0~25kvar;e、 功率因数(有功功率/视在功率):0~1 。为便于本试题的设计与制作,设定待测0~500V的交流电压、0~50A的交流电流均已经相应的变换器转换为0~5V的交流电压。(2)准确度a、 显示为 位(~),有过量程指示;b、 交流电压和交流电流:±(%读数+5个字),例:当被测电压为300V时,读数误差应小于±(%×300V+)=± ;c、 有功功率和无功功率:±(%读数+8个字);d、 功率因数:± 。(3)功能选择:用按键选择交流电压、交流电流、有功功率、无功功率和功率因数的测量与显示设计题目七、液体点滴速度监控装置1、任务设计并制作一个液体点滴速度监测与控制装置,示意图如右图所示。2、要求(1)在滴斗处检测点滴速度,并制作一个数显装置,能动态显示点滴速度(滴/分)。(2)通过改变h2控制点滴速度,如右图所示;也可以通过控制输液软管夹头的松紧等其它方式来控制点滴速度。点滴速度可用键盘设定并显示,设定范围为20~150(滴/分),控制误差范围为设定值 ±10% ±1滴。(3)调整时间≤3分钟(从改变设定值起到点滴速度基本稳定,能人工读出数据为止)。(4)当h1降到警戒值(2~3cm)时,能发出报警信号。3、说明(1)、控制电机类型不限,其安装位置及安装方式自定。(2)、储液瓶用医用250毫升注射液玻璃瓶(瓶中为无色透明液体)。(3)、受液瓶用升的饮料瓶。(4)、 点滴器采用针柄颜色为深蓝色的医用一次性输液器(滴管滴出20点蒸馏水相当于1ml±)。(5)、赛区测试时,仅提供医用移动式点滴支架,其高度约,也可自带支架;测试所需其它设备自备。(6)、滴速夹在测试开始后不允许调节。(7)、发挥部分第(2)项从站功能中,c中的“异常情况”自行确定。设计题目八、自动控制升降旗系统1. 任务设计一个自动控制升降旗系统,该系统能够自动控制升旗和降旗,升旗时,在旗杆的最高端自动停止;降旗时,在最低端自动停止。自动控制升降旗系统的机械模型如图所示。旗帜的升降由电动机驱动,该系统有两个控制按键,一个是上升键,一个是下降键。2. 要求(1)、按下上升按键后,国旗匀速上升;上升到最高端时自动停止上升;按下下降按键后,国旗匀速下降,下降到最低端时自动停止。(2)、能在指定的位置上自动停止。(3)、为避免误动作,国旗在最高端时,按上升键不起作用;国旗在最低端时,按下降键不起作用。(4)、升降旗的时间均为43秒钟,与国歌的演奏时间相等。(5)数字即时显示旗帜所在的高度,以厘米为单位,误差不大于2厘米。附件一:山东水利职业学院 信息工程系毕业论文(设计)撰写规范一、论文印装(一)装订要求论文一律用A4(210mm279mm)标准大小的白纸打印并装订(左装订)成册。论文在打印时,要求纸的四周留足空白边缘,以便装订和批注。每页的上边距和左边距侧(订口)应分别留边25 mm,下边距和右边距(切口)应分别留边20 mm。(二)字体要求1. 论文标题: 小2宋体字,黑体;小标题1: 小3宋体字,黑体;小标题2: 4号宋体字,黑体;2. 正文标题: 参考(五)正文部分;3. 正 文: 小4宋体字;4. 参考文献: 5号宋体字;5. 英文摘要: 标题:小3, 正文:小4,字体 :Times New Roman二、论文结构及要求毕业论文由以下部分组成:1.封面;2.毕业设计(论文)任务书;3.中文摘要;4.英文摘要;5.目录;6.正文;7.结论;8.致谢;9.参考文献;10.有关图纸(大于3#图幅时单独装订)。(一)封面及毕业设计(论文)任务书封面是论文的外表面,提供应有的信息,并起保护作用。封面上包括下列内容:1.论文题目,用三号宋体字标注在题目栏;2.论文的作者和指导教师;3.所属系(部、中心)、专业、年级、学号。论文封面(见附件八)。任务书由指导教师填写,经系(部、中心)或教研室主任签字后生效。(二)中英文摘要(中文在前,英文在后)及关键词摘要是论文内容的简要陈述,应尽量反映论文的主要信息,内容包括研究目的、方法、成果和结论,不含图表,不加注释,具有独立性和完整性。中文摘要一般为300 字左右,英文摘要应与中文摘要内容完全相同。“摘要”字样位置居中。关键词是为了满足文献标引或检索工作的需要而从论文中选取出的用以表示全文主题内容信息的词或词组。关键词包括主题和自由词:主题词是专门为文献的标引或检索,尽量从《汉语主题词表》中选用;自由词则是未规范化的即还未收入主题词表中的词或词组。每篇论文中应列出3~5个关键词,它们应能反映论文的主题内容。其中主题词应尽可能多一些,关键词作为论文的一个组成部分,列于摘要段之后。撰写要求有英文摘要的论文,还应列出与中文对应的英文关键词(Key words)。关键词排在摘要正文部分下方。(三)目录目录按三级标题编写,要求层次清晰,且要与正文标题一致。主要包括绪论、正文主体、结论、致谢、主要参考文献及附录等。(四)绪论1.绪论其目的是向读者交代本研究的来龙去脉,作用在于使读者对论文先有一个总体的了解。绪论要写得自然、概括、简洁、确切。2.绪论的内容有如下几项:(1)研究的目的、范围和背景。(2)理论依据、实验基础和研究方法。(3)预期的结果及其地位、作用和意义。(五)正文正文是论文的核心部分,论文的论点、论据和论证都在这里阐述,因此它要占主要篇幅。由于论文作者的研究工作涉及的学科、选题、研究对象和研究方法、工作进程、结果表达方式等差异很大,所以对正文中要写的内容不作统一规定;但总的思路和结构安排应当符合“提出论点,通过论据或数据对论点加以论证”这一共同的要求。正文必需客观真切、准确完备、合乎逻辑、层次分明。1.对正文主题的要求(1)主题新颖,研究、解决、创立需研究和解决的问题。(2)主题深刻,抓住问题的本质,揭示事物的主要矛盾,总结出事物存在、运动、变化和发展的客观规律。(3)主题集中,一篇论文只有一个中心,要使主题集中,凡于本文主题无关或关系不大的内容不应涉及,不过多阐述,否则会使问题繁杂,脉络不清,主题淡化。(4)主题鲜明,论文的中心思想地位突出,除了在论文的题目、摘要、前言、结论部分明确地点出主题外,在正文部分更要注意突出主题。2.对结构的要求论文撰写通行的题序层次大致有以下几种格式:第一种 第二种 第三种 第四种一、 第一章 第一章 1.(一) 一、 第一节 . (一) 一、 (1) 1. (一) (1)格式是保证文章结构清晰、纲目分明的编辑手段,撰写毕业论文可任选其中的一种格式,但所采用的格式必须符合上表规定,并前后统一,不得混杂使用。格式除题序层次外,还应包括分段、行距、字体和字号等。第一层次(章)题序和标题居中放置,其余各层次(节、条、款)题序和标题一律沿版面左侧边线顶格安排。第一层次(章)题序和标题距下文双倍行距。段落开始后缩两个字。行与行之间,段落和层次标题以及各段落之间均为单倍行距。第一层次(章)题序和标题用小三号宋体字,黑体。题序和标题之间空两个字,不加标点。第二层次(节)题序和标题用四号宋体字,黑体。第三层次(条)及以下各层次题序及标题一律用小四号宋体字,黑体。(六)结论结论即结束语、结语,是在理论分析和实验验证的基础上,通过严密的逻辑推理得出的有创造性、指导性、经验性的结果描述。结论作为单独一章排列,但标题前不加“第XXX章”字样。结论是整个论文的总结,应以简练的文字说明论文所做的工作,一般不超过两页。(七)致谢对指导教师和给予指导或协助完成毕业设计(论文)工作的组织和个人表示感谢。文字要简捷、实事求是,切忌浮夸和庸俗之词。(八)主要参考文献1.参考文献参考文献应是论文作者亲自考察过的对毕业论文有参考价值的文献。参考文献应具有权威性,要注意引用最新的文献。参考文献在整个论文中出现的次序用[1]、[2]、[3]……形式统一排序,依次列出。2.参考文献的表示格式为:著作:[序号]作者.译者.书名.版本.出版地:出版社,出版时间.引用部分起止页期刊:[序号]作者.译者.文章题目.期刊名.年份.卷号(期数). 引用部分起止页会议论文集:[序号]作者.译者.文章名.文集名 .会址.开会年.出版地:出版者.出版时间.引用部分起止页例:[1] 刘国均,陈绍业.图书馆目录.第1版.北京:高等教育出版社,1957[2] 傅秉义,陈运泰,祁贵中.地球物理学基础.北京:科学出版社,1958,447[3] 华罗庚,王元.论一致分布与近似分析.中国科学,1973(4):339~357三、其他要求(一)表格论文的表格可以统一编序(如:表15),也可以逐章单独编序(如:表),采用哪种方式应和插图及公式的编序方式统一。表序必须连续,不得重复或跳跃。表格的结构应简洁。表格中各栏都应标注量和相应的单位。表格内数字须上下对齐,相邻栏内的数值相同时,不能用‘同上’、‘同左’和其它类似用词,应一一重新标注。表序和表题置于表格上方中间位置,无表题的表序置于表格的左上方或右上方(同一篇论文位置应一致)。(二)图插图要精选。图序可以连续编序(如 图52),也可以逐章单独编序(如 图),采用哪种方式应与表格、公式的编序方式统一,图序必须连续,不得重复或跳跃。仅有一图时,在图题前加‘附图’字样。毕业设计(论文)中的插图以及图中文字符号应打印,无法打印时一律用钢笔绘制和标出。由若干个分图组成的插图,分图用a,b,c,……标出。图序和图题置于图下方中间位置。(三)公式论文中重要的或者后文中须重新提及的公式应注序号并加圆括号,序号一律用阿拉伯数字连续编序(如:(45))或逐章编序(如()),序号排在版面右侧,且距右边距离相等。公式与序号之间不加虚线。(四)数字用法公历世纪、年代、年、月、日、时间和各种计数、计量,均用阿拉伯数字。年份不能简写,如1999年不能写成99年。数值的有效数字应全部写出,如:;不能写作;2。(五)软件软件流程图和原程序清单要按软件文档格式附在论文后面。(六)工程图按国标规定装订图幅小于或等于3#图幅时应装订在论文内,大于3#图幅时按国标规定单独装订作为附图。(七)计量单位的定义和使用方法按国家计量局规定执行。(八)附录1.附录附录是论文主体的补充项目,为了体现整篇论文的完整性,写入正文又可能有损于论文的条理性、逻辑性和精炼性,这些材料可以写入附录段,但对于每一篇论文并不是必须的。2.附录大致包括如下一些材料:(1)比正文更为详尽的理论根据、研究方法和技术要点,建议可以阅读的参考文献的题录,对了解正文内容有用的补充信息等;(2)由于篇幅过长或取材于复制品而不宜写入正文的材料;(3)一般读者并非必要阅读,但对本专业同行很有参考价值的资料;(4)某些重要的原始数据、数学推导、计算程序、框图、结构图、统计表、计算机打印输出件等。(5)附录段置于参考文献表之后,附录中的插图、表格、公式、参考文献等的序号与正文分开,另行编制,如编为“图1”,“图2”;“表1”,“表3”;“式(1)”,“式2”;“文献[1]”,“文献[2]”等。四、毕业设计(论文)装订顺序(一)毕业设计(论文)封面(二)毕业设计(论文)任务书(三)中文摘要、关键词(四)英文摘要、关键词(五)目录(六) 正文(七) 附录(八) 封底
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机电毕业论文-实现变频调速器多电机控制[摘要]本文介绍了一种plc与变频调速器构成的多分支通讯网络,阐明了该网络控制调速系统与一般模拟量控制调速系统相比的优越性,给出了系统框图及plc程序。[关键词]plc变频调速器多电机控制网络通讯协议一、引言以变频调速器为调速控制器的同步控制系统、比例控制系统和同速系统等已广泛应用于冶金、机械、纺织、化工等行业。以比例控制系统为例,一般的系统构成如图1所示。工作时操作人员通过控制机(可为plc或工业pc)设定比例运行参数,然后控制机通过d/a转换模件发出控制变频调速器的速度指令使各个变频调速器带动电机按一定的速度比例运转。此方案对电机数目不多,电机分布比较集中的应用系统较合适。但对于大规模生产自动线,一方面电机数目较多,另一方面电机分布距离较远。采用此控制方案时由于速度指令信号在长距离传输中的衰减和外界的干扰,使整个系统的工作稳定性和可靠性降低;同时大量d/a转换模件使系统成本增加。为此我们提出了plc与变频调速器构成多分支通讯控制网络。该系统成本较低、信号传输距离远、抗干扰能力强,尤其适合远距离,多电机控制。二、系统硬件构成系统硬件结构如图2所示,主要由下列组件构成;1、fx0n—24mr为plc基本单元,执行系统及用户软件,是系统的核心。2、fx0n—485adp为fx0n系统plc的通讯适配器,该模块的主要作用是在计算机—plc通讯系统中作为子站接受计算机发给plc的信息或在多plc构成n:n网络时作为网络适配器,一般只作为规定协议的收信单元使用。本文作者在分析其结构的基础上,将其作为通讯主站使用,完成变频调速器控制信号的发送。3、fr—cu03为fr—a044系列比例调速器的计算机连接单元,符合rs—422/rs—485通讯规范,用于实现计算机与多台变频调速器的连网。通过该单元能够在网络上实现变频调速器的运行控制(如启动、停止、运行频率设定)、参数设定和状态监控等功能,是变频器的网络接口。4、fr—a044变频调查器,实现电机调速。在1:n(本文中为1:3)多分支通讯网络中,每个变频器为一个子站,每个子站均有一个站号,事先由参数设定单元设定。工作过程中,plc通过fx0n—485adp发有关命令信息后,各个子站均收到该信息,然后每个子站判断该信息的站号地址是否与本站站号一致。若一致则处理该信息并返回应答信息;若不一致则放弃该信息的处理,这样就保证了在网络上同时只有一个子站与主站交换信息。三、软件设计1、通讯协议fr—cu03规定计算机与变频器的通讯过程如图3所示,该过程最多分5个阶段。?、计算机发出通讯请求;?、变频器处理等待;?、变频器作出应答;?、计算机处理等待;?、计算机作出应答。根据不同的通讯要求完成相应的过程,如写变频器启停控制命令时完成?~?三个过程;监视变频器运行频率时完成?~?五个过程。不论是写数据还是读数据,均有计算机发出请求,变频器只是被动接受请求并作出应答。每个阶段的数据格式均有差别。图4分别为写变频器控制命令和变频器运行频率的数据格式。2、plc编程要实现对变频器的控制,必须对plc进行编程,通过程序实现plc与变频器信息交换的控制。plc程序应完成fx0n—485adp通讯适配器的初始化、控制命令字的组合、代码转换及变频器应答信息的处理等工作。plc梯形图程序(部分程序)如图5所示。程序中通讯发送缓冲区为d127~d149;接受缓冲区为d150~d160。电机1启动、停止分别由x0的上升、下降沿控制;电机2启动、停止分别由x1的上升、下降沿控制;电机3启动、停止分别由x2的上升、下降沿控制。程序由系统起始脉冲m8002初始化fx0n—485adp的通讯协议;然后进行启动、停止信号的处理。以电机1启动为例,x0的上升沿m50吸合,变频器1的站号送入d130,运行命令字送入d135,enq、写运行命令的控制字和等待时间等由编程器事先写入d131、d132、d133;接着求校验和并送入d136、d137;最后置m8122允许rs指令发送控制信息到。变频器受到信号后立刻返回应答信息,此信息fx0n—485adp收到后置m8132,plc根据情况作出相应处理后结束程序。四、变频器制动的思路和新方法在通用变频器、异步电动机和机械负载所组成的变频调速传统系统中,当电动机所传动的位能负载下放时,电动机将可能处于再生发电制动状态;或当电动机从高速到低速(含停车减速时,频率可以突减,但因电机的机械惯性,电机可能处于再生发电状态,传动系统中所储存的机械能经电动机转换成电能,通过逆变器的六个续流二极管回送到变频器的直流回路中。此时的逆变器处于整流状态。这时,如果变频器中没采取消耗能量的措施,这部分能量将导致中间回路的储能电容器的电压上升。如果当制动过快或机械负载为提升机类时,这部分能量就可能对变频器带来损坏,所以这部分能量我们就应该考虑考虑了。在通用变频器中,对再生能量最常用的处理方式有两种:(1)、耗散到直流回路中人为设置的与电容器并联的“制动电阻”中,称之为动力制动状态;(2)、使之回馈到电网,则称之为回馈制动状态(又称再生制动状态)。还有一种制动方式,即直流制动,可以用于要求准确停车的情况或起动前制动电机由于外界因素引起的不规则旋转。在书籍、刊物上有许多专家谈论过有关变频器制动方面的设计与应用,尤其是近些时间有过许多关于“能量回馈制动”方面的文章。今天,笔者提供一种新型的制动方法,它具有“回馈制动”的四象限运转、运行效率高等优点,也具有“能耗制动”对电网无污染、可靠性高等好处。1、能耗制动利用设置在直流回路中的制动电阻吸收电机的再生电能的方式称为能耗制动。其优点是构造简单;对电网无污染(与回馈制动作比较),成本低廉;缺点是运行效率低,特别是在频繁制动时将要消耗大量的能量且制动电阻的容量将增大。一般在通用变频器中,小功率变频器(22kw以下)内置有了刹车单元,只需外加刹车电阻。大功率变频器(22kw以上)就需外置刹车单元、刹车电阻了。2、回馈制动实现能量回馈制动就要求电压同频同相控制、回馈电流控制等条件。它是采用有源逆变技术,将再生电能逆变为与电网同频率同相位的交流电回送电网,从而实现制动。回馈制动的优点是能四象限运行,电能回馈提高了系统的效率。其缺点是:(1)、只有在不易发生故障的稳定电网电压下(电网电压波动不大于10%),才可以采用这种回馈制动方式。因为在发电制动运行时,电网电压故障时间大于2ms,则可能发生换相失败,损坏器件。(2)、在回馈时,对电网有谐波污染。(3)、控制复杂,成本较高。3、新型制动方式(电容反馈制动)主回路原理整流部分采用普通的不可控整流桥进行整流,滤波回路采用通用的电解电容,延时回路采用接触器或可控硅都行。充电、反馈回路由功率模块igbt、充电、反馈电抗器l及大电解电容c(容量约零点几法,可根据变频器所在的工况系统决定)组成。逆变部分由功率模块igbt组成。保护回路,由igbt、功率电阻组成。(1)电动机发电运行状态cpu对输入的交流电压和直流回路电压νd的实时监控,决定向vt1是否发出充电信号,一旦νd比输入交流电压所对应的直流电压值(如380vac—530vdc)高到一定值时,cpu关断vt3,通过对vt1的脉冲导通实现对电解电容c的充电过程。此时的电抗器l与电解电容c分压,从而确保电解电容c工作在安全范围内。当电解电容c上的电压快到危险值(比如说370v),而系统仍处于发电状态,电能不断通过逆变部分回送到直流回路中时,安全回路发挥作用,实现能耗制动(电阻制动),控制vt3的关断与开通,从而实现电阻r消耗多余的能量,一般这种情况是不会出现的。(2)电动机电动运行状态当cpu发现系统不再充电时,则对vt3进行脉冲导通,使得在电抗器l上行成了一个瞬时左正右负的电压,再加上电解电容c上的电压就能实现从电容到直流回路的能量反馈过程。cpu通过对电解电容c上的电压和直流回路的电压的检测,控制vt3的开关频率以及占空比,从而控制反馈电流,确保直流回路电压νd不出现过高。系统难点(1)电抗器的选取(a)、我们考虑到工况的特殊性,假设系统出现某种故障,导致电机所载的位能负载自由加速下落,这时电机处于一种发电运行状态,再生能量通过六个续流二极管回送至直流回路,致使νd升高,很快使变频器处于充电状态,这时的电流会很大。所以所选取电抗器线径要大到能通过此时的电流。(b)、在反馈回路中,为了使电解电容在下次充电前把尽可能多的电能释放出来,选取普通的铁芯(硅钢片)是不能达到目的的,最好选用铁氧体材料制成的铁芯,再看看上述考虑的电流值如此大,可见这个铁芯有多大,素不知市面上有无这么大的铁氧体铁芯,即使有,其价格也肯定不会很低。所以笔者建议充电、反馈回路各采用一个电抗器。(2)控制上的难点(a)、变频器的直流回路中,电压νd一般都高于500vdc,而电解电容c的耐压才400vdc,可见这种充电过程的控制就不像能量制动(电阻制动)的控制方式了。其在电抗器上所产生的瞬时电压降为,电解电容c的瞬时充电电压为νc=νd-νl,为了确保电解电容工作在安全范围内(≤400v),就得有效的控制电抗器上的电压降νl,而电压降νl又取决于电感量和电流的瞬时变化率。(b)、在反馈过程中,还得防止电解电容c所放的电能通过电抗器造成直流回路电压过高,以致系统出现过压保护。主要应用场合及应用实例正是由于变频器的这种新型制动方式(电容反馈制动)所具有的优越性,近些来,不少用户结合其设备的特点,纷纷提出了要配备这种系统。由于技术上有一定的难度,国外还不知有无此制动方式?国内目前只有山东风光电子公司由以前采用回馈制动方式的变频器(仍有2台在正常运行中)改用了这种电容反馈制动方式的新型矿用提升机系列,到目前为止,这种电容反馈制动的变频器正长期正常运行在山东宁阳保安煤矿及山西太原等地,填补了国内这一空白。随着变频器应用领域的拓宽,这个应用技术将大有发展前途,具体来讲,主要用在矿井中的吊笼(载人或装料)、斜井矿车(单筒或双筒)、起重机械等行业。总之需要能量回馈装置的场合都可选用。五、结语1、实际使用表明,该方案能够实现plc通过网络对变频调速器的运行控制、参数设定和运行状态监控。2、该系统最多可控制变频调速器32台,最大距离500m。3、控制多台变频器,成本明显低于d/a控制方式。4、随着变频器的增加,通讯延迟加大,系统响应速度低于d/a控制方式。参考文献1、韩安荣.通用变频器及其应用(第2版)[m].北京:机械工业出版社,2、刘文兵(1981—)男从事过变频器的应用工作,现在台州富凌机电制造有限公司,从事变频器的设计与制造。鸣谢在论文完成之际,我真心地感谢在设计之中给予我帮助的荀延龙老师和各位同事,使我如期完成毕业论文,并使我终生受益。在论文的完成过程中,系里的各位老师对我帮助很大。在此深表谢意!其他的同学也给予我许多关心和帮助,真诚地感谢他们。
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